Ovo je jedan od mojih prvih članaka za Photon Tide i iz nekog još uvek nedovoljno ispitanog razloga, rešio sam da to bude članak o verovatno najtežoj temi koja je mogla da mi padne na pamet. Upravo tako, rešio sam da napišem seriju članaka o Higsovom bozonu.

Pre toga, imam potrebu da napomenem da Higsov bozon nema nikakve, ali nikakve veze sa bogom. Termin ”božija čestica” je čisto markentiški naziv, koji je osmislio Lion Lenderman (ili njegov izdavač) ne bi li podigao prodaju svoje knjige o Higsovom bozonu.

Samo jedna napomena – ovo je prilično komplikovana tema, pa će za njeno, kakvo-takvo, razumevanje biti potrebno više od deset rečenica. Potpuno razumevanje ove teme nije moguće postići na ovaj način (za to morate duboko da uronite u matematiku fizike čestica, a da bi ste to bili u stanju da uradite morate pre toga da provedete više godina na osnovnim i postdiplomskim studijama iz fizike), međutim, verujem da je na ovaj način moguće steći neko elementarno konceptualno razumevanje.

I upravo je to cilj ovog serijala, da prosečnom čoveku približi, i eventualno pruži neko elementarno razumevanje, dešavanja u LHC-u.

Šta je Higsov bozon? Higsov bozon je kvant Higsovog polja. Ako ste poput većine ljudi, nakon što ste pročitali prethodnu rečenicu verovatno ste krenuli kursorom na close tab dugme, pa ću zbog toga odmah pokušati da razjasnim, onoliko koliko sam u mogućnosti (kako zbog ograničenog prostora, tako i zbog ograničenog znanja), svaki od navedenih termina.
Krenimo od najosnovnijeg.

Šta je polje?

Polje je nešto što postoji svuda u univerzumu, ima neku vrednost (koja može da bude i nula i različita od nule), i kroz njega mogu da se prostiru talasi. Polje pritiska je jedna vrsta polja. Prosečna vrednost pritiska u univerzumu je jednaka nuli, međutim ona lokalno može da se razlikuje od nule. Tako je, recimo, atmosferski pritisak na Zemlji različit od nule i iznosi oko 1 bar. Ako bi polje pritiska disturbovali dobili bismo talase u vidu zvuka.

Dakle, zvuk predstavlja talase (oscilacije) u polju pritiska, koje ste siguran sam i sami mogli fizički da osetite ako ste nekad na nekom koncertu stajali blizu zvučnika.

Drugi primer polja je temperaturno polje. Temperaturno polje vaše sobe, recimo, možete da vizualizujete kao ogroman broj tačaka raspoređenih svugde po vašoj sobi, gde svaka tačka predstavlja izvesnu temperaturu. Kroz temperaturno polje takođe mogu da se prostiru talasi.

Prema tome, polja nam kazuju koju vrednost ima neka veličina koju predstavljaju (npr. pritisak) u različitim tačkama prostora (i vremena), tj. daju nam jednačine na osnovu kojih se ta vrednost može izračunati (matematički rečeno, polja su funkcije prostor-vremena)

Ako u polju dođe do izvesnog pomeraja, koje će da izazove oscilacije u nekom njegovom delu, rađaju se talasi. U primeru zvuka oscilaciju pritiska izazivaju oscilacije molekula vazduha, koji služe kao medijum za prenošenje talasa. Funkcija talasa je da prenose energiju i informaciju iz jednog dela polja u drugi. Na primer, ako bi neko iza mene pljesnuo rukama on bi energiju tog pljeska preneo na molekule vazduha, pa bi se dobar deo te energije (jedan deo bi se izgubio u vidu trenja) preneo do moje bubne opne. Tako bi ja posredstvom talasa dobio informaciju da se neka budala ušunjala kroz prozor u moju sobu, i krenula da tapše.

Oba navedena primera predstavljaju klasična polja. Nas, međutim, zanima nešto što se zove kvantno polje, pošto je Higsovo polje (iz gornje definicije Higsovog bozona) upravo kvantno polje.
Šta su kvantna polja i koja je razlika između kvantnih i klasičnih polja – saznaćete u sledećem nastavku.